淺層地溫能論文

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1、淺層地溫能資源的調(diào)查評(píng)價(jià)與開發(fā)利用鄧高（廣東省地質(zhì)建設(shè)工程勘察院，廣州510080）摘要介紹淺層地溫能的概念?利用原理和調(diào)査評(píng)價(jià)的主要內(nèi)容，分析了廣東省'淺層地溫能開發(fā)利用潛力，并提出調(diào)査、區(qū)別和開發(fā)示范工作建議。關(guān)鍵詞淺層地溫能地源熱泵調(diào)査區(qū)劃開發(fā)開發(fā)利用淺層地溫能資源，既符合國(guó)家節(jié)能減排的政策，也經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。屮北部的一些省市（如天津、北京、沈陽(yáng)、成都等）正在開展淺層地溫能資源開發(fā)利用。據(jù)最新調(diào)杏，應(yīng)用淺層地?zé)崮苓M(jìn)行供暖和制冷的地源熱泵項(xiàng)目在我國(guó)已經(jīng)超過(guò)2500個(gè)，建筑面積已超過(guò)1億點(diǎn)。而我們廣東省無(wú)論是淺層地溫能的調(diào)杏評(píng)價(jià)還是地源熱泵的開發(fā)利用均遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于全國(guó)其他省市。究其原因，除了政策的支

2、持力度和引導(dǎo)不夠外，人們對(duì)淺層地溫能的認(rèn)識(shí)存在偏并與不足也是制約淺層地溫能資源開發(fā)利用的重要原因。木文試圖就淺層地溫能的概念與利用原理、調(diào)杏評(píng)價(jià)、開發(fā)利用，以及淺層地溫能資源在廣東省開發(fā)利用前景進(jìn)行闡述和探討，希望能拋磚引玉，為促進(jìn)我省淺層地溫能資源的開發(fā)利用有所幫助。1淺層地溫能的概念與利用原理1.1概念淺層地溫能是指蘊(yùn)藏在地表以F—定深度（一般小于200m）范圍內(nèi)巖土體、地下水和地表水屮，具有開發(fā)利用價(jià)值的低于25°C的熱能。也可以理解為：賦存于地表以下200m巖土體和地下水屮，因該范用內(nèi)溫度與地表氣溫存在常年溫差而形成的能竝，可以理解為一種勢(shì)能或位能。正是由于這一溫度差的存在，我們才能把

3、它變成供曖、制冷的熱冷源。淺層地溫能與傳統(tǒng)地?zé)崮艿膮^(qū)別在于溫度、空間分布和利用方式等方而的不同。由于淺層地溫能的溫度大大低于傳統(tǒng)地?zé)岬臏囟?，所以不能直接利用，它需要熱泵?lái)提溫（供曖）或降溫（制冷），1佃傳統(tǒng)地?zé)崮芸梢灾苯永糜诠峄虬l(fā)電等，傳統(tǒng)地?zé)崮苤槐疚?011年3月收到，4片改回。分布于地?zé)崽镏?，而淺層地溫能分布于廣大地區(qū)。1.2利用原理淺層地溫能被利用的實(shí)質(zhì)是冬、夏兩季地層中比較恒定的溫度與外界空氣的溫度存在較人的反向溫羌。地源熱泵是利用地球表面的淺層地溫能資源作為冷熱源進(jìn)行能最轉(zhuǎn)換，從而為建筑物進(jìn)行供曖和制冷的機(jī)械設(shè)備。地源熱泵系統(tǒng)的工作原理是利用水與地溫能進(jìn)行冷熱交換，冬季把地溫能中

4、的熱量“取”出來(lái)，供給室內(nèi)采暖，此時(shí)地溫能為“熱源”；夏季把室內(nèi)熱量取出來(lái)，釋放到地下水、土壤或地表水中，此時(shí)地溫能為“冷源”。熱泵系統(tǒng)按照室外換熱方式不同可分為三類：（1）地埋管地源熱泵系統(tǒng)；（2）地下水地源熱泵系統(tǒng)；（3）地表水地源熱泵系統(tǒng)。地埋管地源熱泵系統(tǒng)是通過(guò)循環(huán)液（水或以水為主要成分的防凍液）在封閉地下埋管中的流動(dòng)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)與大地之間的換熱（圖1）。在冬季是通過(guò)埋在地下的封閉管道從大地收集自然界的熱量，給室內(nèi)供暖；在夏季，此運(yùn)行程序則相反，地源熱泵系統(tǒng)將從室內(nèi)抽出的熱量排入封閉管道而為大地所吸收，使房屋得到供冷。圖1地埋管地源熱泵系統(tǒng)示總圖圖2地下水地源熱泵系統(tǒng)示總:圖地下水地源熱

5、泵系統(tǒng)是通過(guò)抽取及冋灌地下水，讓地下水在含水層屮的H由流動(dòng)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)與大地Z間的換熱（圖2）。在冬季是通過(guò)抽取地下水從人地收集白然界的熱量，給室內(nèi)供暖，同時(shí)向地下冋灌較低溫的水；在夏季則是從室內(nèi)抽出熱量通過(guò)地下水而向大地排熱，使房屋得到供冷，同時(shí)向地下冋灌較高溫的水，形成循環(huán)。該技術(shù)適用于地下水源豐富的地區(qū)。地農(nóng)水地源熱泵系統(tǒng)是直接抽取地表水，讓地表水在江河或湖泊屮的H由流動(dòng)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)與大自然之間的換熱（圖3）。在冬季是通過(guò)抽収地表水收集自然界的熱量，給室內(nèi)供暖，同時(shí)排出較低溫的水；在夏季則是從室內(nèi)抽出熱量通過(guò)地表水而向江河或湖泊排熱，使房屋得到供冷，同時(shí)排出較高溫的水。該技術(shù)適用于地表水源豐富的

6、地區(qū)。拋管式直接抽取地表水圖3地表水地源熱泵系統(tǒng)示意圖2淺層地溫能的調(diào)查評(píng)價(jià)2.1目的和任務(wù)淺層地溫能調(diào)查評(píng)價(jià)的冃的是查明區(qū)域淺層地溫能分布特點(diǎn)、賦存條件和地層熱物理性參數(shù)、資源數(shù)量、質(zhì)量以及分布規(guī)律，進(jìn)行開發(fā)利用區(qū)劃，為淺層地溫能的可持續(xù)利用捉供依據(jù)。主耍的工作有：⑴調(diào)查淺層地溫能開發(fā)利用的現(xiàn)狀；⑵淺層地溫能的分布特點(diǎn)和賦存條件的調(diào)查評(píng)價(jià)；⑶淺層地溫能開發(fā)利川的適宜性分區(qū)；⑷淺層地溫能資源潛力評(píng)價(jià)。1.2調(diào)查評(píng)價(jià)的主要內(nèi)容淺層地溫能資源蘊(yùn)藏于地卜?巖土體和地卜?水中，其儲(chǔ)藏、運(yùn)移和開發(fā)利用都受到區(qū)域地質(zhì)、水文地質(zhì)條件的制約。不同地區(qū)淺層地溫能資源的利用方式因?yàn)槠鋮^(qū)域地質(zhì)、水文地質(zhì)條件的不同而

7、存在較大的差界。如第四系巖性的組構(gòu)、厚度、粒度、含水層厚度、富水性、水位埋深、補(bǔ)給條件等是影響制約淺層地溫能資源開發(fā)利用的主要因素。淺層地溫能調(diào)查評(píng)價(jià)的主要內(nèi)容包括以卜?兒部分：（1）地質(zhì)勘查：查明地溫場(chǎng)的分布規(guī)律、笫四系巖性的組構(gòu)、水文地質(zhì)條件和巖土層的熱物理參數(shù)等。（2）適宜性分區(qū)：在地質(zhì)勘查的基礎(chǔ)上，應(yīng)川多種分析法進(jìn)行適宜性分區(qū)，按照不同的利用方式（如地埋管式、地卜?水式、地表水式）分別劃分